실습 1 — findContours 와 drawContours

import cv2
import numpy as np

# 흰 도형, 검은 바탕의 가상 도형 판. 연습용으로 그려 만든 그림이다
shapes = cv2.imread("ch12_shapes.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
print("모양:", shapes.shape, "/ 값의 종류:", [int(v) for v in np.unique(shapes)])

# findContours(그림, 찾는 방식, 점을 담는 방식) → (윤곽선 목록, 계층 구조)
contours, hierarchy = cv2.findContours(shapes,                    # image: 흰 물체, 검은 바탕
                                       cv2.RETR_EXTERNAL,         # mode: 가장 바깥 테두리만
                                       cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)   # method: 곧은 줄은 양 끝만
# 결과: 윤곽선 8개(도형 6 + 작은 점 2)
print("윤곽선 수:", len(contours))
print("hierarchy 모양:", hierarchy.shape)

# 윤곽선마다 배열 모양과 첫 점의 좌표를 찍는다. 번호는 findContours 가 준 차례 그대로다
for i, c in enumerate(contours):
    first = [int(v) for v in c[0, 0]]          # c[0, 0]: 첫 점의 [x, y]
    print(f"{i}번: 모양 {c.shape}, 첫 점 {first}")

# 점을 모두 담는 NONE 으로 다시 찾아 점 수를 견준다
full, _ = cv2.findContours(shapes, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
print("점 수 NONE  :", [len(c) for c in full])
print("점 수 SIMPLE:", [len(c) for c in contours])

import matplotlib.pyplot as plt

# 그래프의 한글이 깨지지 않게 맑은 고딕을 쓰고, 빼기 기호가 네모로 나오지 않게 한다
plt.rcParams["font.family"] = "Malgun Gothic"
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False

# 흰 도형을 조금 어둡게(// 3) 해서 색 선이 잘 보이게 하고, 컬러(3채널)로 바꾼다
canvas = cv2.cvtColor(shapes // 3, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
# drawContours(그림, 윤곽선 목록, 번호, 색, 두께)
cv2.drawContours(canvas,          # 이 그림이 바로 바뀐다
                 contours,        # 윤곽선 목록
                 -1,              # -1: 모두 그린다
                 (0, 0, 255),     # 빨강(B, G, R)
                 2)               # 선 두께 2칸
# 윤곽선마다 첫 점 옆에 findContours 가 준 번호를 노란 글자로 쓴다
for i, c in enumerate(contours):
    x, y = [int(v) for v in c[0, 0]]
    cv2.putText(canvas, str(i), (x + 3, max(y - 3, 12)), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.6, (0, 255, 255), 2)

# 하나만 골라 안을 채운 그림: 7번(곧은 네모)을 초록으로
one = cv2.cvtColor(shapes // 3, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
cv2.drawContours(one, contours, 7, (0, 200, 0), -1)

fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 3.8))
axes[0].imshow(cv2.cvtColor(canvas, cv2.COLOR_BGR2RGB))
axes[0].set_title("모든 윤곽선과 찾은 차례")
axes[1].imshow(cv2.cvtColor(one, cv2.COLOR_BGR2RGB))
axes[1].set_title("7번 하나만 채우기")
for ax in axes:
    ax.axis("off")
plt.tight_layout()
plt.show()

# 11차시의 도형 그림: 바탕(밝기 170~190)보다 어두운 도형 셋, 밝은 타원 하나, 차이가 작은 네모 하나
gray = cv2.imread("ch11_set/shapes.png", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

# 길 1: Otsu INV 로 어두운 도형을 흰색으로 만든 뒤 찾는다
_, binary = cv2.threshold(gray, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV + cv2.THRESH_OTSU)
by_binary, _ = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# 길 2: 11차시처럼 블러 뒤 Canny 로 경계를 찾고, 그 선의 윤곽선을 찾는다
edges = cv2.Canny(cv2.GaussianBlur(gray, (5, 5), 0), 50, 150)
by_canny, _ = cv2.findContours(edges, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
# Canny 선은 한 칸 두께라 LIST 로 찾으면 선의 바깥쪽과 안쪽이 따로 잡힌다
by_canny_list, _ = cv2.findContours(edges, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

print("이진화 → 윤곽선:", len(by_binary))
print("Canny → 윤곽선(EXTERNAL):", len(by_canny))
print("Canny → 윤곽선(LIST):", len(by_canny_list))

panels = []
for found in (by_binary, by_canny):
    out = cv2.cvtColor(gray, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
    cv2.drawContours(out, found, -1, (0, 0, 255), 2)
    panels.append(out)
fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(10, 3.8))
axes[0].imshow(cv2.cvtColor(panels[0], cv2.COLOR_BGR2RGB))
axes[0].set_title(f"Otsu INV 로 찾은 윤곽선 {len(by_binary)}개")
axes[1].imshow(cv2.cvtColor(panels[1], cv2.COLOR_BGR2RGB))
axes[1].set_title(f"Canny 로 찾은 윤곽선 {len(by_canny)}개")
for ax in axes:
    ax.axis("off")
plt.tight_layout()
plt.show()